«ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ЭЛЕМЕНТОВ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНО–ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ КОМПЕТЕНЦИИ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ».

Викулова Елена Влдадимировна – учитель биологии высшей квалификационной категории муниципального общеобразовательного учреждения – средней общеобразовательной школы №1 р.п. Степное Советского района Свратовской области.

                                    «Страшная это опасность – безделие  за партой,

                                          безделие месяцы, годы. Это развращает морально,

                                         калечит человека, и …ничто не может возместить

                                                того, что упущено в самой главной сфере, где человек

                                должен быть тружеником, - в сфере мысли».

В.А. Сухомлинский

С этим высказыванием гениального педагога нельзя не согласиться. Для учителя очень важно, чтобы уроки не были скучными, монотонными и не сводились бы к простому пересказу  материала школьного учебника. При всем разнообразии задач, стоящих перед современной школой, важнейшей для меня является задача преодоления «мотивационного вакуума» у учащихся основной и старшей школы, создания системы формирования положительной мотивации учения на уроках и во внеклассной работе по биологии, формирование, конструирование мотивационного процесса, как основы усвоения  содержания биологического образования.  Тем более что в  период общей модернизации российского образования  именно мотивы являются «тем самым результатом, возможность которого в значительной степени я связываю с успешностью функционирования системы «Учитель – ученик».

В условиях реализации личностно – ориентированной концепции обучения все большее внимание уделяется использованию  педагогических технологий.

Знакомясь с множеством  педагогических технологий по направлениям модернизации, я выбрала   технологии на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся.  Принцип активности ребенка в процессе обучения  был и остается одним из основных. Под  этим понятием  я подразумеваю,  такое  качество деятельности, которое характеризуется высоким уровнем мотивации, осознанной потребностью в усвоении знаний и умений, результативностью. Такого рода активность сама по себе возникает не часто, она является следствием целенаправленных управленческих педагогических воздействий и организации педагогической среды.   Применение технологий на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся помогает мне сделать урок, отвечающий всем современным требованиям.

На своих уроках в течение  ряда лет я использую элементы проблемного обучения. Сущность метода проблемного обучения состоит в том, что я конструирую свою или заимствую сконструированную другими исследовательскую задачу, а ученик ищет способ ее решения. Проблемные задания разной степени сложности, у каждой свое поле поиска. В трудных случаях ученикам необходимо помочь, но так, чтобы сохранить возможность творческого мышления. Проблемное задание отличается тем, что я  намеренно провоцирую создание противоречивых ситуаций, порождая у учащихся стремление, разобраться и устранить их.

В зависимости от характера постановки проблемы, различают несколько типов ситуаций. В процессе объяснения нового материала я чаще всего применяю ситуации несоответствия и неожиданности.

Фрагмент урока по теме: «Иммунитет» (игровая проблемная ситуация).

Учащимся предлагается в начале изучения новой темы следующая ситуация: представьте себе, что ВЫ врач межпланетной экспедиции, совершившей высадку на другой планете. У некоторых членов экипажа появилось неизвестное заболевание. Что ВЫ предпримите для установления его природы?

Поиск решения: врач будет подходить к заболеванию с земными мерками, т. е. будет искать причину его возникновения. Учащиеся предлагают: 1) проверить влияние неблагоприятных факторов среды – физических (излучение, инфразвук), химических, биологических (микроорганизмы, паразиты и их токсины), изучить симптомы самой болезни (в своих ответах до 60% учащихся описали методы медицинского обследования заболевших по данным медицинской литературы).

2) было предложено взять у заболевших анализы, хотя учащимися не было указано какие именно и что в них искать (15% учащихся).

3) изучить симптомы, пути заражения, поражение больных органов (до 25% ответов учащихся)

4) идея, что заболевание может быть вызвано психическими факторами (стресс, несовместимость в коллективе) была высказана одним учащимся.

5) указание на возможность болезни, природу которой земной разум понять пока не в состоянии, не было высказано.

В результате обсуждения предложенной ситуации все учащиеся вовлечены в работу,

повышается интерес к изучаемой теме, стремление к расширению своего кругозора.

Фрагмент урока по теме: « Форменные элементы крови» (проблемная задача).

         Эпиграфом данной темы можно взять слова И. П. Павлова: «В организме имеется «чрезвычайная реакция», при которой организм жертвует какой – то частью для спасения целого».

Переходом к изучению нового материала служит проблемная задача: в пробирку налили, свежую плазму без кровяных телец, затем в нее были  введены болезнетворные микроорганизмы. Пробирку поместили в термостат (объясняю назначение прибора) с температурой, нормальной для крови. Одни микроорганизмы погибли, жизнедеятельность других снизилась, но имелась группа микробов, которая активно размножалась. Затем в плазму крови добавили цельную кровь, и еще какая – то часть микроорганизмов погибла.

Вопрос, какой вывод можно сделать из этого опыта?

Учащиеся рассказывают о роли фагоцитов, попавших из цельной крови, и приходят к заключению, что в плазме находятся какие – то вещества, убивающие микроорганизмы.

Далее я приступаю к объяснению понятий «антитело», «фагоцитоз» и др. Фагоцитоз – одна из форм биологической защиты. Другая форма – химическая защита – выработка клетками лимфатических узлов, селезенки, костного мозга специфических белков (гамма – глобулинов), называемых антителами. Одни антитела склеивают микроорганизмы, другие осаждают склеенные частицы, а третьи – разрушают, растворяют их.

Вопрос: подумайте, как объяснить, что если в пробирку с кровью человека, перенесшего дифтерию, добавляли возбудителей, то они погибали, а если добавлялась кровь здорового человека, этого не случалось?

        Таким образом,  учащиеся включаются в решение проблемной задачи. Ведь прослеживание мысли учителя тоже есть мышление. Ученики мыслят, слушая излагаемый материал и на уроке нет равнодушных.

        Проблемное задание может быть: тестовым, графическим, практическим, основанным на наглядно – образном материале, носить  характер исследовательской работы. С целью проверки усвоения основного содержания темы, я использую разнообразные измерители: тесты, имеющие проблемную направленность, с выбором ответа, задания со свободным ответом.

 Вариант тестового  задания к теме: "Дыхание"

Вопрос: Почему гребля и плавание способствуют увеличению жизненной емкости легких?

1. происходит закаливание организма
2. развиваются мышцы, участвующие в изменении объема грудной полости
3. укрепляются мышцы ног и брюшного пресса
4. легкие интенсивно работают

На первый взгляд, кажется верным 4 ответ. Однако это не так. Ведь легкие не могут сами расширяться и спадаться, они следуют за стенками грудной полости, которые приводят в движение дыхательные мышцы. Чем сильнее эти мышцы, тем больше изменяется объем грудной полости при вдохе и выдохе, и тем больше легкие вбирают в себя воздуха.

Вариант тестового задания к теме: "Строение и состав клетки"

Вопрос: Под воздействием радиации нарушилась передача признаков потомству. Какой органоид поврежден в клетке?

А – мембрана

Б – оболочка ядра

В – цитоплазма

Г – ядро и цитоплазма

Д – митохондрии

Е – рибосомы

Ж - хромосомы в ядре

Основная задача этого задания проверить умения учащихся различать функции структурных образований клетки.

Задания, включают вопросы различной степени сложности (каждый оценивается в зависимости от степени сложности своим баллом от 1 до5). Это позволяет осуществлять дифференцированный подход к оценке знаний учащихся. Учащиеся выбирают определенное число вопросов обязательного уровня или повышенного уровня, чтобы набрать то количество баллов, которое соответствует желаемой оценке и возможностям ребят.

Вариант тестового задания к теме: «Обмен веществ и энергии».

Вопрос: Источником энергии для мышечного сокращения является

1. расщепление органических веществ в органах пищеварения
2. раздражение мышцы нервными импульсами
3. расщепление и окисление белков, жиров и углеводов в мышечном волокне
4. доставка питательных веществ и кислорода кровью

Тест позволяет учащимся различать подготовительную стадию обмена с основной, клеточной стадией, в которой и происходит биологическое окисление. Мышечное сокращение происходит в результате биологического окисления органических веществ. Нервное возбуждение может перевести мышцу из состояния покоя в рабочее состояние. Нервные импульсы являются лишь сигналом для включения мышцы в работу, но сама работа производится за счет энергии расщепления органических веществ в мышечном волокне.        

       Формирование надпредметных и  межпредметных  компетенций учащихся  при постановке проблемных вопросов к уроку по теме: «Терморегуляция организма. Закаливание»

1. Почему сильная жара труднее переносится во влажных и болотистых      местах, чем в сухих? (В болотистой местности относительная влажность воздуха велика, поэтому вследствие слабого потоотделения уменьшается теплоотдача и организм человека перегревается).

2. Какие изменения происходят в характере теплообмена человека с                  окружающей средой в условиях, когда температура среды выше температуры тела? (При высокой температуре окружающей среды теплоотдача вследствие увеличения количества крови, циркулирующей через сосуды  кожи,  не может поддерживать тепловой баланс тела. В этих условиях для сохранения постоянства температуры тела человека основное значение имеет испарение  пота с поверхности кожи. Таким путем организм отдает очень большое количество тепла и предохраняется  от перегрева).

         Таким образом, использование элементов проблемного  обучения позволяет создать на уроке условия для творческой мыслительной работы учащихся. Отпадает необходимость неосмысленного запоминания большого объема учебного материала.

Уменьшает время на подготовку домашнего задания, т. к. основная часть учебного материала усваивается на уроке.  Конечно,  сделать полностью проблемным изучение курса нельзя, т. к. не на всех уроках приемлемо создание проблемных ситуаций и применение проблемно – поисковых методов (не позволяет содержание учебного материала и дефицит времени на уроке). Поэтому решение некоторых вопросов, имеющих обширное поле поиска, можно выносить на элективные занятия по данному курсу.

Степень познавательной активности учащихся на уроках зависит от того, какими методами пользуется на уроке учитель. Проблемное обучение выступает как одна  из педагогических технологий, обеспечивающих возникновение  мотивационного компонента учебно-познавательной компетенции учащихся на уроках биологии. Эта технология  привлекает меня своей нестандартностью, открывает передо мной большие практические возможности, способствует развитию творчества, преодолению пассивности учащихся на уроке, повышению качества знаний по предмету.

ПРИЛОЖЕНИЕ.

Формирование надпредметных и  межпредметных  компетенций   при постановке проблемных вопросов в курсе "Биология. Человек".

К уроку по теме: "Движение крови по сосудам. Регуляция кровообращения"

1.        Почему при венозном и капиллярном кровотечениях кровь вытекает из раны равномерно, а не пульсирует в такт биению сердца? (Пульсация крови сглаживается вследствие эластичности сосудов и наличия трения).

2.        Почему в горных районах, расположенных на высотах более 3500 м над уровнем моря, даже у здоровых людей появляются одышка, головокружение, сердцебиение? (На таких высотах меньше  парциальное давление кислорода в атмосфере, а, следовательно, и в крови человека, что приводит к названным явлениям).

К уроку по теме: "Терморегуляция организма. Закаливание"

       1.Почему сильная жара труднее переносится во влажных и болотистых      местах, чем в сухих? (В болотистой местности относительная влажность воздуха велика, поэтому вследствие слабого потоотделения уменьшается теплоотдача и организм человека перегревается).

        2.  Какие изменения происходят в характере теплообмена человека с                  окружающей средой в условиях, когда температура среды выше температуры тела? (При высокой температуре окружающей среды теплоотдача вследствие увеличения количества крови, циркулирующей через сосуды  кожи,  не может поддерживать тепловой баланс тела. В этих условиях для сохранения постоянства температуры тела человека основное значение имеет испарение  пота с поверхности кожи. Таким путем организм отдает очень большое количество тепла и предохраняется  от перегрева).

К уроку по теме: "Зрительный анализатор"

1.        Какой человек будет лучше видеть предметы под водой - страдающий близорукостью или дальнозоркостью? (Вода ослабляет  преломляющую силу глаза, но так как  в обычных условиях она больше у человека, страдающего близорукостью, то в воде он будет видеть предметы несколько лучше, чем человек, страдающий дальнозоркостью).

Задания, применяемые на уроках с элементами проблемного

изложения материала с целью формирования коммуникативных компетенций.

Тема:  "Обмен веществ и энергии - основное свойство живых организмов"

1. В одном эксперименте две дюжины крыс кормили без количественных ограничений в течении месяца, после чего зверькам ввели некий канцероген. У 14 из подопытных животных развился рак. Контрольная группа подверглась ограничениям в еде на 40%. После введения того же канцерогенного вещества болезнь не была обнаружена ни у одного животного. Какое предположение можно сделать на основе данного эксперимента?

2. Сделайте выводы из следующих опытов:

        а) Анализ крови показал, что у животного после кормления в вене, входящей в печень, содержится 0,3% глюкозы, а в вене, выходящей из печени - 0,12% глюкозы.

        б) Белую мышь кормили исключительно белками и не давали ей углеводов. После смерти в ее печени был обнаружен животный крахмал.

Тема: "Опорно-двигательная система"

1.Вспомните движение конечностей футболиста и волейболиста. Объясните:

а)  почему даже при бросании мяча рука не отрывается в плечевом суставе;

б) почему нога в бедренном суставе может производить круговые движения, а в коленном суставе только назад.

2. Вскрыв в одном из соборов Московского Кремля гробницу с останками Ивана Грозного, ученые воссоздали его портрет. Как им удалось это сделать?

Тема: "Кровь и кровообращение"

1.        Ткань, пересаженная от одного человека к другому, часто отторгается, а белки пищи усваиваются и служат строительными материалами в клетках любого человека?

2.        По мере роста и развития ребенка происходит постепенное снижение количества лейкоцитов, которых в его крови на первом году жизни наблюдается относительно большое количество?

3.Решите задачу:        При атеросклерозе внутренняя поверхность стенок артерий приобретает шероховатость из-за  отложения бляшек жира, которые покрываются слоями кальция. Внутренняя сторона стенок вен иногда воспаляется, также утрачивая гибкость. К чему может привести такое состояние стенок сосудов? Чем это опасно?

4. Ответьте на вопрос: Чья кровь, человека или лягушки, перенесет в единицу времени больше кислорода? Почему?

5. В одной популярной книге по физиологии было образно сказано: "В каждую секунду в красном море миллионы кораблей терпят крушение и опускаются на дно. Но миллионы новых кораблей выходят из гаваней вновь в плавание." Что подразумевается под "кораблями" и "гаванями"?

Тема: "Пищеварительная система"

1. Ответьте на вопрос:        Как внутренняя поверхность тонкой кишки приспособлена к всасыванию питательных веществ? В чем проявляется защитная функция ворсинок?

2. Почему живые аскариды, находясь в кишечнике человека или животного, не перевариваются соками хозяина, а погибшие - перевариваются?

3.Дайте физиологическое обоснование пословицам и поговоркам:

"Когда я ем, я глух и нем", "Аппетит приходит во время еды", "Завтрак съешь сам, обед раздели с другом, а ужин отдай врагу".

Тема: "Дыхание"

1.Представьте себе меченную молекулу атмосферного кислорода, проникающую при вдохе в легкие. Проследите мысленно, какой путь пройдет с воздухом эта молекула от ноздрей до легких. Перечислите последовательно все части воздухоносного пути.

2.Учащиеся спорят о том, почему во время вдоха воздух входит в легкие, и высказывают несколько гипотез:

1)        атмосферный воздух "самотеком" входит в легкие, силой раздувает их и расширяет грудную клетку;

2)        воздух входит потому, что легкие в грудной полости расширяются и втягивают атмосферный воздух внутрь, а, сжимаясь, легкие с силой выталкивают воздух (выдох);

3)        человек сознательно, по своему желанию вдыхает воздух.

С какой гипотезой вы согласны? Приведите доказательства.

Тема: "Кожа"

1.Представьте, что вы озябли, ногами активно двигаться и согрелись. Объясните:

а) как ткани вашего тела "узнали", что требуется ускоренная выработка тепла;

б) в каких органах и в результате, каких процессов проходит происходит выработка тепла.

2.Подумайте, почему человек на морозе в состоянии алкогольного опьянения быстрее трезвого замерзает и погибает, хотя первоначально ощущает тепло.

Тема: "Систематическое положение человека, его

происхождение и эволюция"

1.У людей всех рас в клетках содержится одинаковое количество хромосом (46). Запишите вывод из этого факта.

Тема: "Нервная система"

1.Подумайте о таком факте. На лицо спящего человека сел комар. Человек не просыпаясь, отогнал комара рукой. Почему и как произошла такая реакция, если рука находилась на некотором расстоянии от лица?

2.Ребенок в возрасте 6-8 месяцев попадает в условия, где нет человеческого общества. Будет ли он говорить?

3. Объясните, что произойдет с человеком, если в его правой руке:

а) нарушена функция чувствительных нейронов;

б) нарушена функция двигательных нейронов;

в) нарушена функция чувствительных и двигательных нейронов.

4. Почему у летучих мышей длина ушей почти ровна длине тела, а у человека куда меньше?

Тема: "Выделительная система"

1. При нарушении функционирования обеих почек наступает сильное отравление всего организма. Объясните, какими веществами отравляется человек с поврежденными почками, если никакие яды в организм из среды не поступали.

Тестовые задания проблемной направленности

Тестовое задание к теме: "Выделительная система"

Вопрос: Конечные продукты клеточного распада удаляются через:

1.        потовые железы

2.        прямую кишку

3.        почки, легкие, потовые железы

4.        мочевой пузырь и прямую кишку

Основная задача этого теста - проверить различают ли школьники процессы выделения. Продукты биологического окисления удаляются через легкие, почки и потовые железы.

Вариант тестового задания к теме: "Нервная система"

Вопрос: Переработку информации в нервной системе обеспечивают

1.        клетки-спутники

2.        нейроны

3.        нервные волокна

4.        дендриты

В обработке информации участвуют не отдельные части нейрона, а сложные нейронные комплексы в различных отделах нервной системы.

Вопрос: Информацию о событиях внешнего мира получают

1.        органы чувств

2.        центральная нервная система

3.        периферическая нервная система

4.        анализаторы

Сходны варианты 1 и 4, т.к. в понятие анализатор включаются не только рецептор, проводящие пути и корковая часть, но и органы чувств в целом.

Понимание анатомических и функциональных связей внутри системы органов выявляет конструирование теста. Например, можно предложить указать орган, который находится перед или после названного органа; куда впадает приток той или иной железы или куда поступает ее секрет; проследить последовательность движения пищи, крови, воздуха; связь между частями скелета и пр.

Тестовое задание к теме: "Опорно-двигательная система"

1.        Какой отдел позвоночника связан с костями таза? (крестец)

2.        Трение костей в суставе снижается за счет? (суставной жидкости)

3.        Створчатые клапаны сердца находятся между? (предсердием и желудочком)

4.        В какой артерии течет венозная кровь? (в легочной)

5.        Как изменился вес спринтера после нагрузки? (уменьшился)

6.        Изменится ли масса тела после длительной статической нагрузки? (уменьшится)

Вопрос: Источником энергии для мышечного сокращения является

1.        расщепление органических веществ в органах пищеварения

2.        раздражение мышцы нервными импульсами

3.        расщепление и окисление белков, жиров и углеводов в мышечном волокне

4.        доставка питательных веществ и кислорода кровью

Тест позволяет учащимся различать подготовительную стадию обмена с основной, клеточной стадией, в которой и происходит биологическое окисление. Мышечное сокращение происходит в результате биологического окисления органических веществ. Нервное возбуждение может перевести мышцу из состояния покоя в рабочее состояние. Нервные импульсы являются лишь сигналом для включения мышцы в работу, но сама работа производится за счет энергии расщепления органических веществ в мышечном волокне.

Тестовое задание к теме: "Дыхание"

Вопрос: Почему гребля и плавание способствуют увеличению жизненной емкости легких?

1.        происходит закаливание организма

2.        развиваются мышцы, участвующие в изменении объема грудной полости

3.        укрепляются мышцы ног и брюшного пресса

4.        легкие интенсивно работают

На первый взгляд, кажется верным 4 ответ. Однако это не так. Ведь легкие не могут сами расширятся и спадаться, они следуют за стенками грудной полости, которые приводят в движение дыхательные мышцы. Чем сильнее эти мышцы, тем больше изменяется объем грудной полости при вдохе и выдохе, и тем больше легкие вбирают в себя воздуха.

Вариант тестового задания к теме: "Строение и состав клетки"

Вопрос: Под воздействием радиации нарушилась передача признаков потомству. Какой органоид поврежден в клетке?

А - мембрана

Б - оболочка ядра

В - цитоплазма

Г - ядро и цитиплазма

Д - митохондрии

Е - рибосомы

Ж- хромосомы в ядре

Основная задача этого задания проверить умения учащихся различать функции структурных образований клетки.